目    录

第1章  微型计算机概述 1

1.1  微型计算机发展概况 1

1.2  微型计算机系统的组成 2

1.2.1  微处理器、微型计算机与微型计

算机系统间的关系 2

1.2.2  微机系统基本结构 3

1.2.3  微机硬件系统的典型配置 4

1.2.4  微机软件系统 5

1.2.5  微型计算机的性能指标 6

1.3  微型计算机的特点及应用领域 7

习题 8

第2章  80x86微处理器 9

2.1  8086/8088微处理器 9

2.1.1  8086/8088的内部结构和工作

特性 9

2.1.2  8086/8088的内部寄存器 12

2.2  8086/8088 CPU的引脚信号 15

2.2.1  8086/8088 CPU的总线周期基

本概念 16

2.2.2  8086/8088的地址总线和数据

总线 17

2.2.3  8086/8088的控制总线和基本

信号线 17

2.3  8086/8088总线接口器件和基本配

置电路 20

2.3.1  地址锁存器与双向三态驱

动器 21

2.3.2  总线控制器8288 22

2.4  8086/8088 CPU的总线工作

时序 23

2.5  8086/8088系统存储器和I/O

组织 25

2.6  80x86系列高性能微处理器 28

2.6.1  80186/80188微处理器 28

2.6.2  80286微处理器 28

2.6.3  80386微处理器 30

2.6.4  80486微处理器 33

2.7  奔腾系列微处理器简介 34

2.7.1  Pentium微处理器的特点 34

2.7.2  Pentium系列微处理器 36

2.7.3  Pentium的工作模式 37

2.7.4  酷睿（Core）系列微处理器 39

2.8  IBM PC/XT微型计算机系统

结构 40

2.9  8088 IP软核 41

2.9.1  引言 42

2.9.2  基于8088 IP软核的系统设计

特点 43

2.9.3  8088 IP的引脚信号 44

习题 45

第3章  8086/8088 CPU的指令系统 47

3.1  8086/8088 CPU指令格式 47

3.2  8086/8088 CPU指令的寻址方式 49

3.2.1  立即寻址 49

3.2.2  寄存器寻址 50

3.2.3  存储器寻址 50

3.2.4  端口寻址 54

3.3  DEBUG的使用方法及示例 54

3.3.1  DEBUG使用方法 54

3.3.2  DEBUG使用示例 57

3.4  指令系统 58

3.4.1  数据传送指令 59

3.4.2  算术运算指令 63

3.4.3  逻辑运算指令 72

3.4.4  移位指令 73

3.4.5  串操作指令 75

3.4.6  控制转移指令 80

3.4.7  处理器控制指令 88

习题 89

第4章  汇编语言程序设计 92

4.1  汇编语言类型与格式 92

4.1.1  程序设计语言类型 92

4.1.2  汇编语句 93

4.1.3  汇编语句基本格式 94

4.2  汇编语言的基本语法 95

4.2.1  常数 95

4.2.2  数字与文字字符 95

4.2.3  标识符 96

4.2.4  变量 96

4.2.5  变量和复制操作符定义语句 96

4.2.6  表达式 97

4.2.7  一般运算符 98

4.2.8  数值返回运算符 100

4.2.9  合成运算符 101

4.2.10  SHORT运算符 102

4.3  汇编程序结构形式 102

4.3.1  简化段定义格式的汇编程序

结构 103

4.3.2  简化段定义伪指令 103

4.3.3  完整段定义格式的汇编程序

结构 106

4.3.4  完整段定义伪指令 107

4.4  DOS和BIOS功能调用 109

4.4.1  DOS系统功能调用 110

4.4.2  BIOS功能调用 111

4.5  汇编语言程序设计 112

4.5.1  顺序结构程序设计 112

4.5.2  分支结构程序设计 113

4.5.3  循环结构程序设计 115

4.5.4  子程序设计 118

4.6  宏指令 123

习题 124

第5章  存储器 127

5.1  存储器的分类和性能指标 127

5.1.1  存储器分类方法 127

5.1.2  存储器的性能指标 129

5.2  半导体存储器 130

5.2.1  只读存储器ROM 130

5.2.2  随机存取存储器RAM 132

5.2.3  新型的DRAM 137

5.3  存储器容量扩展 139

5.3.1  存储器片选控制方法 139

5.3.2  存储芯片的扩展 141

5.3.3  存储器系统建立举例 143

5.3.4  IBM PC/XT的存储器子系统 143

5.3.5  微机存储器层次结构 145

5.3.6  Cache工作原理 146

5.4  FPGA中的嵌入式存储器 148

5.5  基于8088 IP最简SOC构建与

测试 149

5.5.1  建立工作库文件夹和存盘原理

图空文件 149

5.5.2  创建工程 150

5.5.3  全程编译 156

5.5.4  时序仿真 156

5.5.5  分析时序仿真结果 158

5.5.6  引脚锁定 159

5.5.7  编译文件下载 160

5.5.8  USB-Blaster驱动程序安装

方法 161

5.5.9  8088系统主存在线读写与软件

调试 161

习题 163

实验  基于8088软核的SOC最简电路

系统创建和测试 164

第6章  输入/输出接口技术 165

6.1  概述 165

6.1.1  接口电路的基本功能 165

6.1.2  典型的I/O接口结构 167

6.1.3  I/O端口的寻址方法 169

6.1.4  PC/XT微机I/O端口地址

分配 170

6.2  CPU与外设之间的信息传送

方式 171

6.2.1  程序控制方式 171

6.2.2  中断控制I/O方式 175

6.2.3  直接存储器存取方式 179

6.3  微型计算机总线 181

6.3.1  总线基本概念 181

6.3.2  IBM PC总线 183

6.3.3  ISA总线 184

6.3.4  EISA总线 184

6.3.5  VESA总线 185

6.3.6  PCI总线 185

6.3.7  AGP总线 186

6.4  8088 SOC微机系统基本输入/输

出电路设计 187

6.4.1  含简单接口电路的8088 SOC系统的构建 187

6.4.2  时序仿真与硬件系统测试 188

6.5  In-System Sources and Probes Editor

使用方法 189

习题 192

实验  8088 SOC系统的基本输入/输出电路设计及软硬件测试 193

第7章  并行控制接口技术 195

7.1  8255A的结构与工作原理 195

7.1.1  8255A的内部结构 195

7.1.2  8255A的外部引脚 196

7.1.3  8255A的工作方式 197

7.1.4  控制字设置方法 201

7.2  8255A应用举例 202

7.3  含8255软核的SOC构建与

测试 205

7.3.1  含有8255 IP的8088 SOC系统

的构建 206

7.3.2  软件设计与系统时序仿真 207

7.3.3  实用程序设计与硬件系统测试

实例 209

习题 210

实验  8088 SOC系统的8255核的

基本应用 211

第8章  定时/计数接口技术 212

8.1  8254的结构及其接口技术 212

8.1.1  8254的内部结构与工作原理 212

8.1.2  8254的引脚信号 214

8.1.3  8254芯片控制字与初始化

编程 215

8.1.4  8254的工作方式 216

8.2  8254初始化及其应用实例 222

8.3  SOC微机系统中8254 IP的

应用 225

习题 228

实验 229

8-1  8254核基本时序性能仿真与硬件

实测 229

8-2  多功能秒表设计 229

8-3  简易电子琴设计 229

8-4  四相步进电机控制信号发生器

设计 230

第9章  中断系统及其接口技术 231

9.1  中断概念与中断机制 231

9.1.1  中断原理与中断源 231

9.1.2  中断系统的功能 232

9.1.3  中断操作过程 234

9.2  8086/8088微机中断系统 236

9.2.1  外部中断和内部中断 236

9.2.2  中断向量及其生成方法 238

9.2.3  8086/8088 CPU响应中断的

过程 240

9.3  8259A可编程中断控制器 242

9.3.1  8259A的引脚功能 242

9.3.2  8259A的内部结构 244

9.3.3  8259A的编程 245

9.3.4  8259A在IBM PC/AT机中的

应用 250

9.4  含8259核的SOC微机系统的

构建 252

9.4.1  对8259核单独仿真测试 252

9.4.2  对含有8259核的SOC系统的

完整软硬件测试 253

9.4.3  含8259核的SOC实用系统构

建和应用实例 258

习题 260

实验 261

9-1  8259核基本时序性能仿真 261

9-2  含8259核的8088 SOC系统的

构建和软硬件测试 262

9-3  基于8088 SOC系统的乐曲自动

演奏程序编写和实测 262

第10章  串行通信接口 263

10.1  串行通信概述 263

10.1.1  串行通信数据传输方式 263

10.1.2  串行通信数据收发方式 264

10.1.3  串行通信数据传送方式 268

10.2  串行通信接口标准RS-232C 269

10.2.1  RS-232C端口连接器机械特性

和信号定义 270

10.2.2  RS-232C的电气特性 270

10.2.3  RS-232C通信线路的连接 271

10.3  可编程串行通信接口芯片

NS16550 272

10.3.1  16550的基本性能 272

10.3.2  16550芯片外部引脚信号 273

10.3.3  16550的结构及内部寄存器 275

10.3.4  16550内部寄存器数据格式 276

10.4  16550串行通信编程 282

10.4.1  16550的工作过程 282

10.4.2  16550的接口电路 283

10.4.3  16550的应用编程 284

10.4.4  BIOS串行通信功能用法和

示例 287

10.5  其他常用串行通信标准 289

10.5.1  通用串行总线USB 289

10.5.2  IEEE1394串行总线 290

10.6  SOC系统中16550核的应用

实例 291

10.6.1  SOC系统与PC异步串行

通信 291

10.6.2  利用8088 SOC系统完成GPS

信息的接收与显示 297

10.6.3  单片FPGA中双SOC系统间

的异步串行通信 300

习题 301

实验 302

10-1  含1655 IP的SOC系统与PC的

异步串行通信 302

10-2  完成异步串行通信的双SOC系统

构建与实测 302

10-3  利用SOC微机系统完成GPS数据

接收与显示 302

第11章  DMA控制器及其接口技术 303

11.1  8237A的基本结构与工作

原理 303

11.1.1  8237A的结构与芯片引脚

功能 303

11.1.2  8237A的工作状态和工作

过程 306

11.1.3  8237A的工作过程 307

11.1.4  8237A的数据传送方式 308

11.1.5  8237A的工作时序 309

11.2  8237A的内部寄存器及用法 310

11.2.1  8237A的内部寄存器 311

11.2.2  8237A的软命令 315

11.2.3  8237A的端口地址分配 316

11.3  8237A的编程与应用 316

11.3.1  8237A的编程步骤 316

11.3.2  编程举例 317

11.4  8088 SOC系统中的8237 IP

应用 318

习题 323

实验 323

11-1  SOC系统中的8237 IP应用：存

储器到存储器的DMA传输 323

11-2  利用SOC系统完成从IO到

存储器的DMA传输 324

第12章  A/D和D/A接口电路 325

12.1  概述 325

12.2  D/A转换及其接口 325

12.2.1  D/A转换器的主要技术

参数 326

12.2.2  D/A转换器的接口电路

形式 326

12.2.3  DAC0832的功能特点及其

引脚信号 328

12.2.4  DAC0832的应用举例 330

12.3  A/D转换器及其接口 332

12.3.1  A/D转换器的类型 332

12.3.2  A/D转换器主要技术参数 333

12.3.3  A/D转换器的电路连接方法 333

12.3.4  A/D转换器应用实例 335

12.3.5  ADC0809及其用法 337

12.4  SOC微机系统ADC应用实例 341

12.5  SOC微机系统DAC应用

实例 343

习题 345

实验 346

12-1  SOC微机系统控制ADC0809

数据采样 346

12-2  SOC微机系统控制DAC0832

输出指定波形 347

第13章  完整8086 SOC微机系统 348

13.1  基于8086软核的SOC微机系统

结构 348

13.1.1  8086Z CPU性能特点 348

13.1.2  基于KX86Z的微机系统的

结构与功能 349

13.2  启动和运行KX86Z_FULL

系统 351

13.2.1  KX86Z_FULL系统上MS-DOS

的使用 351

13.2.2  在KX86Z_FULL系统中进行

C程序或BASIC程序编程 352

13.2.3  在KX86Z_FULL上启动Windows 3.0 353

实验 354

参考文献 355

附录A  微机原理与接口技术实验基本

要求 356

A.1  实验系统软硬件配置的基本

要求 356

A.1.1  FPGA内基本配置 356

A.1.2  与FPGA配套的接口部件 357

A.1.3  实验软件与测试工具软件 357

A.1.4  SOC系统必需的软核 357

A.2  微机原理与接口技术实验系统

范例 357

·X·

　　·XI·